[發(fā)明專利]一種吸波氣凝膠及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810139113.8
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108440898B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 師建軍;馮志海;左小彪;孔磊;嚴(yán)蛟;劉登瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: C08L61/06
• 分類號: C08L61/06;C08K3/04;C08J9/28;H05K9/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發(fā)明涉及一種吸波氣凝膠及其制備方法，屬于功能高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。所述制備方法包括：將納米吸波填料分散在醇類溶劑中，得到納米吸波填料液體漿料；將所述納米吸波填料液體漿料、催化劑與酚醛溶液攪拌混合，得到懸濁液，其中，所述的酚醛溶液的溶質(zhì)為酚醛樹脂或者是醛類化合物和酚類化合物的混合物，所述的納米吸波填料和所述溶質(zhì)的質(zhì)量比為1:4?1000；將所述懸濁液密封，在100?150℃下反應(yīng)4?8h，然后降溫至50?100℃，反應(yīng)8?120h得到濕凝膠；干燥，得到吸波氣凝膠。本發(fā)明提供的氣凝膠具有超輕質(zhì)、高孔隙率、隔熱和吸波功能，能夠滿足航天領(lǐng)域?qū)饽z材料的功能多樣化需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種吸波氣凝膠及其制備方法，屬于功能高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氣凝膠由于具有獨特的納米級多孔結(jié)構(gòu)和三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從而具有很多優(yōu)異性能，比如超輕質(zhì)、高孔隙率、高比表面積、低熱導(dǎo)率等，這些性能使得氣凝膠在隔熱、隔聲、吸附材料、催化劑載體材料、電容器材料以及儲能材料等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。近年來，聚合物氣凝膠材料以其輕質(zhì)、柔韌、易加工、易功能化修飾等特性在航天、航空、電子等領(lǐng)域得到廣泛的關(guān)注。常見的聚合物氣凝膠材料主要包括酚醛(RF)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)、聚酰亞胺(PA)、纖維素等，其中酚醛氣凝膠的研究開展地最早，也是應(yīng)用較為廣泛的一種有機(jī)氣凝膠。

酚醛氣凝膠材料是無機(jī)碳?xì)饽z的重要前驅(qū)體，通過“形態(tài)復(fù)制效應(yīng)”高溫碳化后能夠保留氣凝膠的納米孔結(jié)構(gòu)，在超級納米隔熱材料、超級電容器材料、吸附材料、航天飛行器熱防護(hù)材料等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。

隨著航天飛行器對復(fù)合材料功能多樣化的需求，氣凝膠材料的超輕質(zhì)和隔熱不再是追求的唯一目標(biāo)。在復(fù)雜電磁環(huán)境下穿梭的航天飛行器，為了保證內(nèi)部電子元器件的正常工作或者自身軌道隱身的需求，需要對無用或敵對電磁進(jìn)行吸波或屏蔽。因此，亟需一種具有吸波性能的氣凝膠材料，以滿足航天領(lǐng)域?qū)饽z材料的功能多樣化需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的提供一種吸波吸波氣凝膠及其制備方法，在氣凝膠超輕質(zhì)、高孔隙和隔熱功能的基礎(chǔ)上增加電磁波吸收或屏蔽功能，以滿足航天領(lǐng)域?qū)饽z材料的功能多樣化需求。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種吸波氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、將納米吸波填料分散在醇類溶劑中，得到納米吸波填料液體漿料；

步驟2、將所述納米吸波填料液體漿料、催化劑與酚醛溶液攪拌混合，得到懸濁液，其中，所述的酚醛溶液的溶質(zhì)為酚醛樹脂或者是醛類化合物和酚類化合物的混合物，所述的納米吸波填料和所述溶質(zhì)的質(zhì)量比為1:4-1000；

步驟3、將所述懸濁液密封，在100-150℃下反應(yīng)4-8h，然后降溫至50-100℃，反應(yīng)8-120h得到濕凝膠；

步驟4、干燥，得到吸波氣凝膠。

在一可選實施例中，步驟1中所述的納米吸波填料為納米碳黑、單壁碳納米管、多壁碳納米管、石墨烯、氧化石墨烯、片層石墨、金屬粉體或鐵氧體粉體中的一種或一種以上組合。

在一可選實施例中，步驟1包括：將納米吸波填料加入醇類溶劑中，加入醇分散劑，超聲分散至少50h，使所述納米吸波填料分散在醇類溶劑中。

在一可選實施例中，步驟1所述的醇分散劑與所述納米吸波填料的質(zhì)量比為1:1-10。

在一可選實施例中，步驟1中所述的納米吸波填料液體漿料的質(zhì)量濃度為0.1～30％。

在一可選實施例中，步驟2中所述的酚醛溶液的溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇或水。

在一可選實施例中，步驟2所述的醛類化合物為甲醛、乙醛或糠醛；所述的酚類化合物為苯酚、甲酚、二甲酚或間苯二酚。